环境工程学引论 环境工程学的任务 一、人类活动对环境的双重效应 环境问题是伴随着人类的活动而产生的，人类的活动对自然环境的作用是一个双重效应。一方面是人类从自然界中取得资源，这些资源包括水、新鲜空气、土地、矿藏、石油、动物和植物，而且人类的活动占据了越来越多的土地、空间，上至几千 米的山峰，下到几千米的海洋深渊，都有人类活动的足迹。通过这一方面人类获得自身的进步和发展，另一方面人类所有取自自然的东西，最终还是通过各种方式归还到自然界中去。崭新的汽车终究要变成一堆废钢铁…从河流湖泊抽上来的水使用后变成废水，经过处理后最终还是回流到河流和湖泊，世界上没有哪样事物是另外的。人类活动对环境的双重效益反映了人类破坏自然环境的两个方面。正是由于这种双重作用，使得人类对环境的破坏作用往往呈指数模式加剧。 二、环境工程学的任务 环境工程学的主要任务是研究人类活动所产生的废弃物是如何产生的、其具体形态如何、如何收集及运输，又如何妥善地处置和利用这些废弃物，以消除它们对环境的污染和破坏，并尽快能地将它们重新变成资源。要完成这些任务，环境工程学研究、实践人员了解和参与研究这些废弃物，一旦废弃物排入环境后将会对环境造成影响和破坏，这些废弃物如何在自然环境中迁移、运转、变化和积累是非常重要的。 中国大百科全书环境科学卷还对环境工程学是这样描述的：环境工程学是环境科学的一个重要分支，它研究应用工程技术和有关科学的原理与方法，保护和合理利用自然资源，防止环境污染，以改善环境质量的科学。主要研究内容包括：大气污染防治工程、水污染防治工程、固体废物的处理和利用以及噪声控制等，环境工程学还研究环境污染综合防治的方法和措施以及利用系统工程方法，从区域的总体上寻求解决环境问题的最佳方案。 美国学者P.A.Vesilind和J.J.Peirce在1982年编写出版了<<环境工程>>一书。这本书的主要内容包括：给水和废水处理(含废水的收集和污泥的处置)、非点源污染、水污染法、固体废物处置、资源再生、有害废物、固体及有害废物法、大气污染控制、空气污染法、噪声污染及其管理和控制，环境影响和经济评价，环境美学。高秋实等编著的<<环境工程学<< (1986年版)则将环境监测和分析技术也作为环境工程学的内容之一。 环境工程学的形成过程 环境工程学是一门崭新的工程技术学科，然而却有着悠久的发展历史。环境工程这一名称最早是在60年代才被使用，当时美国一些首先涉及到环境保护和治理工程以及公共健康的学校需要一个更为精确的名称来描述它们的课程和毕业生，就选中了“环境工程”这一名称。然而环境工程主要是在市政工程学、公共健康和生态学等学科基础上发展起来的，而这些学科领域尤其是市政工程学则是经过了漫长的发展历程的，市政工程学和环境工程学的关系最为密切，许多大学的环境工程专业是直接从市政工程专业中分化建立起来的，属于市政工程设施的给水排水工程设施，很早就已经出现。在公元前2000年，我国就开始用陶土管兴建下水道；西方在这个时期提出饮用水须经过煮沸；公元其1世纪，埃及人开始使用砂滤法净化水，我国在明朝以前，就开始使用明矾作为净水药剂，1850年英国开始将漂白粉用于饮用水消毒，1852年美国建立木炭过滤的饮用水厂。在污水处理方面，法国在1860年建立了消化池，用厌氧法处理污水；英国于19世纪中叶，美国于本世纪初，分别建立了较为完整的公共污水处理厂；1865年英国建立了防止河道污染委员会；污水处理的实验研究也于上世纪末开始进行。近几十年来，由于防止水体污染的需要，在给水排水的基础上水处理领域经过不断的研究逐渐发展成为一们独立的学科：水污染防治工程，而这正是环境工程学的主要内容之一。环境工程学的另一重要内容，大气污染控制工程也在近几十年内在化学工程、采暖通风工程的基础上逐渐发展起来。 公共卫生学也是环境工程学推动力之一，1894年英国伦敦的霍乱流行，本世纪的伦敦烟雾事件，洛山矶光化学烟雾事件、日本的骨疼病等，这些污染事件使得人们进一步认识到保护环境、控制环境污染是关系到人类健康和生死存亡的大事。 生态学作为自然科学的分支之一也是直到几十年前才得到发展的。生态学告诉人们事物与事物之间、事物和物理环境之间是有密切关系的，资源的无限开采和使用、污染物质的排放会破坏生态平衡、危及生态系统，因此对人类排放的污染物控制不仅仅关系到人类的健康问题，而且关系到整个生态系统的维护、关系到人类的整个生存基础，因此生态学的发展使得人对保护环境、控制环境污染提高到一个新的高度。 环境工程学的组成 环境工程学按人类所排放的废弃物的物理形态不同可分为以下几个方面内容：水污染防治工程，大气污染防治工程、固体废弃物的处置与利用、噪声及振动控制技术。另外，运用系统工程的原理与方法使得环境工程系统实现最优化的环境系统工程也是环境工程中的相对独立的组成部分。环境工程项目的广泛实施，必须以相应的环保设备与产业为前提；同时环境污染控制的投资和运行费用高昂，迫使人们研究和应用污染环境的生物修复。另外，水、气、渣等污染控制相互之间的关联性很强，除污染物相互转化外，相互利用也很常见，以达到以废治废的目的。 环境工程学的发展展望 由于环境污染是一个具有长期潜在效应的问题，人们对环境污染的认识也必然有一个逐步深入的规程；随着环境保护事业的不断发展，对环境保护会不断提出新的课题与要求，这就必然需要寻求解决这些问题的途径和方法。与此同时，人类社会可用于环境污染控制的财力、物力很大程度上受到社会经济发展水平的制约。因此，环境污染的治理与防治将是人类很长时间内必须面临的重大课题。 另外，基础科学的发展和相关工程技术学科的发展，为环境工程技术研究不断提供新的手段和技术途径，有力地推动着环境工程技术的发展。如基因工程技术的运用，使得人类能够培育出对传统意义上难以生物降解的化学污染物进行有效的降解的基因规程菌。从而大大提高了对这些化学污染物的处理效率。 目前，在水污染防治领域上，一些新的分离技术，低能耗、占地少的废水生物处理技术，结合生态工程的废水土地处理系统、废水的脱氮除磷技术、难降解化学污染物的生物处理技术、废水中有用物质的资源化回收技术都是有待于重点解决的课题。